Několik poznámek k argumentům proti
temné hmotě
Citáty kurzívou, zvýraznění tučně V. D.
29. 11. 2017 se konal Speciální výroční seminář Kosmologické sekce České astronomické společnosti „2x10 argumentů proti existenci záhadné temné hmoty“, které přednesly prof. Dr. Pavel Kroupa a prof. Dr. Michal Křížek. Přednášky mě inspirovaly k nahlédnutí i do textů, napsaných těmito vědci.
V článku „Kosmologický model souhlasící s temnou hmotou“ prof. Kroupy mě zaujala filozofická poznámka:
„A vůbec, my stále neznáme, na fundamentální úrovni, jak se hmota váže s prostoročasem a je-li fyzikálně rozumné považovat prostoročas za oddělený od hmoty, jak je tomu v současnosti (Einsteinovy polní rovnice dovolují kosmologická řešení pro vesmír bez jakéhokoliv hmotného obsahu). Je prostoročas fyzikální koncept nezávislý na hmotě nebo je to vynořující se vlastnost hmoty? V tomto pohledu by prostoročas bez hmoty byl fyzikálně necitlivý koncept.“
K tomu podotýkám: Je nutné přísně odlišit geometrický čtyřrozměrný prostor (Einsteinův-Minkowského prostoročas; myšlený, fiktivní), který je prázdný, kde se do něj tělesa („hmota“) vkládají jakožto hmotné body a trojrozměrný (fyzikální, kosmický, reálný) prostor, který je nejen zaplněn, ale vytvářen (kvantovým) vakuem a také tak trochu tělesy + EM energií (zářením). Zatímco geometrický prostor slouží k popisu (polohy, pohybu, interakcí) těles neboli fyzikálních jevů, reálný prostor (tvořený vakuem) slouží k vysvětlení těchto jevů! Geometrický prostor fyzikálně nesouvisí s „hmotou“ (s energií/hmotou), neboť je prázdný a (tudíž) nehmotný, kdežto reálný prostor je hmotou/energií vytvářen! Nemůže existovat nějaká forma hmoty/energie, která by byla nějak mimo reálný prostor, zatímco při náhradě těles hmotnými body lze tato tělesa („hmotu“) považovat za oddělená od geometrického prostoru, fyzikálně s ním nesouvisející. Zatímco geometrický prostor nemusí obsahovat ani jedno těleso (je prázdný; je bez energie/hmoty), kosmický prostor bez energie/hmoty neexistuje!
Prof. Křížek v abstraktu článku „Kritika standardního kosmologického modelu“ píše: „Temná hmota a částečně temná energie může vyplývat [jen] z přehnaných extrapolací, protože realita je ztotožňována se svým matematickým modelem.“
Myslím, že uvedený zmatek v pojmu „prostor“ zahájil už sám Einstein, zejména když mu Hubble oznámil, že prostor (ovšem: kosmický, reálný) se rozpíná přesně tak, jak předpověděl (jenže pro geometrický čtyřrozměrný prostor). Je zřejmé, že dva různé prostory, kosmický a geometrický, ztotožnit nebo zaměnit nelze, aspoň ne vždy. Je dobře známo, že některá matematická řešení fyzikálních vztahů nemají žádný fyzikální význam!
Ze
všech argumentů proti existenci temné hmoty v přednášce prof. Křížka bych
uvedl:
1. Zwickyho předpověď této záhadné entity z r. 1933: Opíral se … o velice nepřesná data a učinil velké množství zjednodušujících předpokladů. Např. při určování vzdálenosti kupy se spletl o řád, při určování hmotnosti galaxií z jejich svítivosti se spletl o dva řády, galaxie nahradil hmotnými body, uvažoval jen klasickou Newtonovu mechaniku v eukleidovském prostoru apod.
2.
Nekorektní kosmologické extrapolace.
V současnosti se v kosmologii
nejvíce preferuje tzv. LCDM model, jenž vychází z Friedmannovy rovnice. Alexander Friedmann
jej odvodil v r. 1922, takže použil škálové neinvariantnosti Einsteinovy rovnice OTR na celý vesmír. Tím se ale dopustil sporné
extrapolace, protože Einsteinovy rovnice se „prověřují“ na škálách sluneční
soustavy, zatímco vesmír je alespoň o 15
řádů větší objekt.“
3.
Rotační
křivky spirálních galaxií. Rotační křivky galaxií jsou ploché a
neklesají „keplerovsky“ jak by měly. Pro vysvětlení
tohoto paradoxu je třeba si uvědomit, že spirální galaxie nemají pole centrální síly. Např. hmotnost centrální černé díry
naší Galaxie je téměř jedno promile její celkové hmotnosti. Ve Sluneční
soustavě je naopak 99,85% hmotnosti soustředěno ve Slunci. Planety se gravitačně
málo ovlivňují a jejich pohyb je určován především centrální silou Slunce.
Naproti tomu dráhy hvězd v galaktickém disku jsou podstatně ovlivňovány
zejména sousedními hvězdami, protože centrální výduť obsahuje jen cca 10% všech
hvězd Galaxie.
4.
Milenium simulation.
Podle této simulace se galaxie nemohly zformovat ve Velkém třesku bez
přítomnosti temné hmoty. Simulace se ale opět opírá o Newtonovu mechaniku
s nejasnou definicí počátečních a okrajových podmínek.
5.
Vysoká symetrie spirálních galaxií. Pokud by spirální galaxie obsahovaly
5-10krát více nebaryonové hmoty než baryonové, jen stěží by mohly vykazovat tak vysokou
symetrii.
Existuje
další důkaz proti existenci temné hmot, který zmiňuje prof. P. Kroupa např.
v článku „Pozorované
prostorové rozložení hmoty na měřítcích od 100 kpc do
1 Gpc je nekonzistentní se standardními
kosmologickými modely založenými na temné hmotě“: Dynamické tření hal temné hmoty je silný přímý test
přítomnosti částic temné hmoty, ale proces nevypadá jako fungující ve skutečném
vesmíru. Důkaz vnukává, že dynamicky významná temná hmota neexistuje.
Ze semináře ČAS mě dále zaujala úvodní poznámka prof. Křížka k jeho přednášce „10 argumentů proti proklamovanému množství temné hmoty“, v níž ke koláčovému grafu obsahu vesmíru (obr. 3.) uvedl: „Energie se měří v joulech, zatímco „hmota“ nemá nějakou jednotku, jednotku má hmotnost (kg). Takže tady je od začátku inkonsistence.“
Myslím, že zde se o nekonzistenci nedá mluvit. Einstein svou proslulou ekvivalenci energie s hmotou interpretoval jako fyzikální, nikoli jen jako matematickou. Napsal, že hmota je nahromaděná energie, zatímco pole je rozprostraněná energie. Také prohlásil, že mezi hmotou a energií je pouze kvantitativní rozdíl. Jde o tutéž fyzikální entitu, jen ve dvou rozdílných formách. Hmota ukrývá energii a energie má hmotnost. Tomu odpovídá rozměrová shodnost stran dané rovnice.
Je jistě
pozoruhodné, že jen v české nomenklatuře se rozlišuje mezi „hmotou“ a
„hmotností“, zatímco v angličtině (která se používá obecně i pro
fyzikální texty a přednášky) existuje jen jeden termín „mass.“ Můžeme říkat, že hmota má 
hmotnost
(čili lidově, že je hmotná, což je ovšem zbytečné tvrzení), ale měli bychom si
připomenout (i podle předchozího odstavce), že také energie je hmotná, že má
hmotnost.
V této souvislosti se vynořuje otázka: „A co je hmota?“ nebo „Jaká že je podstata hmoty?“ Na tuto otázku nemáme odpověď. Neptáme se na složení hmoty, tedy na nějaké částice, ale na fyzikální podstatu hmoty. Otázku nevyřešíme poukazem na fyzikální ekvivalenci hmoty s energií, protože odpověď ani na otázku „Co je podstatou energie?“ neznáme!
Je jistě vážný problém, že pojmy „hmota“ a „energie“ (popřípadě další základní fyzikální pojmy) nemáme fyzikálně definovány. O podstatě těchto základních a triviálních entit nevíme nic! A přitom na nich stojí veškerá fyzika se všemi jejími částmi!
Ještě bych
poznamenal, že 18. listopadu 2010
proběhla podobná debata (Bethe Colloquium: Dark Matter - a Debate) jako v rámci 100. výročí ČAS. (Viz též: Pavel Kroupa: The Dark Matter
Crisis). Uvedená
debata se konala o 7 roků dříve než
u nás. Z toho vidíme, jakou rychlostí se šíří nejnovější a pravé myšlenky.
K důkazům, předneseným na uvedené konferenci ČAS, lze připojit článek Davida F. Crawforda „Problém s analýzou supernov typu Ia“, uveřejněném 30. 11. 2017 na axivu. V kombinaci se starším článkem prof. Kulhánka „Jsou supernovy Ia kvalitními standardními svíčkami?“ z r. r. 2012 může vzniknout tento závěr: Světelné křivky supernov typu Ia se používají jako důkaz rozpínání vesmíru a tedy i jako důkaz teorie velkého třesku. Jak můžeme z faktů vidět, „exploze supernov typu Ia nejsou zdaleka tak jednotné, jak se na první pohled zdálo“ (citát prof. Kulhánka) nebo: „nemohou poskytnout test kosmologie,“ popř. „neukazují dilataci času“ (citáty F. Crawforda). Tzn., že tyto křivky jako důkaz rozpínání/velkého třesku selhávají.
Výše uvedené důkazy jsou experimentální povahy. K nim můžeme dodat závažný logický problém. Podle wikipedie je temná hmota definována: „Temná hmota nebyla nikdy pozorována … neemituje nebo neinteraguje s pozorovaným elektromagnetickým zářením, např. se světlem a tedy je neviditelná na veškerém elektromagnetickém spektru.“ Podle standardního přístupu má pouze gravitační (přitažlivé) účinky a proto by byla odhalitelná příp. měřitelná pouze pomocí přístrojů detekujících a měřících tyto účinky – gravimetrů. Jinými metodami ji tedy odhalit nelze už „z definice.“ Jinak řečeno, pokusy o detekci temné hmoty založené na čemkoli jiném než na gravitaci musí selhat. Jenže zjišťování temné hmoty nějakým gravimetrem, založeným na Cavendishovu přístroji, byť vysoce modernizovaným, není možné. Zkušební tělesa by musela být aspoň o hmotnosti Země! I kdyby se nějakou fintou taková detekce mohla uskutečnit, zůstává základní otázka: „A je gravitace nějaká přitažlivost? Mají tělesa („hmota“) vrozenu vlastnost nějaká jiná tělesa přitahovat nebo jimi být přitahována?“ Newtonův zákon nemluví o příčině gravitace! Newton přitom sám přitažlivost těles považoval za absurdní! Také Einsteinovy „gravitační“ rovnice jev pouze popisují – maximálně uměle přidávají pružnost (vlastnost těles) geometrickému prostoru.